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Microelectronics journal v.60, 2017년, pp.109 - 118   SCIE
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Cell-on-Buffer: New design approach for high-performance and low-power monolithic 3D integrated circuits

Sarhan, H. ; Thuries, S. ; Billoint, O. ; Clermidy, F. ;
  • 초록  

    Monolithic 3D Integration technology (M3D) provides high density vertical interconnects allowing new design approaches such as Cell-on-Cell (gate level approach) and NMOS-on-PMOS (transistor level approach). This work proposes a 3D Cell-on-Buffer (3DCoB) design approach by separating the logical functioning stage of a gate from its driving stage, then vertically stacking them. The proposed 3DCoB approach demonstrates better performances compared to the 2D implementation and the conventional 3D approaches. A Multi-VDD low-power technique is applied to 3DCoB cells (i.e. a different power supply for each tier). The multi-VDD 3DCoB technique provides total power reduction with limited performances degradation compared to the single-VDD 3DCoB approach. 3DCoB with single- and Multi- VDD techniques are applied on a set of benchmark designs in 28nm-FDSOI technology using conventional sign-off place and route flow. Implementation results show up to 35% increment in performance and up to 21.8% reduction in the total power compared to 2D designs.


  • 주제어

    High-density 3D integrated circuits .   Monolithic 3D .   CoolCube .   3DVLSI .   Cell-on-Buffer.  

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